C中的memchr实际上是如何工作的？答案

【问题标题】：How memchr in C actually works?C中的memchr实际上是如何工作的？
【发布时间】：2021-12-09 08:41:07
【问题描述】：

我对@987654321@ 在C 中的工作技术有点困惑。我观察了memchr() 的不同实现，发现首先它将字符或数字转换为unsigned char 类型，然后逐字节搜索数组。

我有两个问题：

1.如果它将任何内容转换为unsigned char，那么它如何比较大小大于unsigned char 的数字，例如int 类型。 2.如果是逐字节比较返回然后返回字符第一次出现的地址，那么假设我要在数组中搜索0x8。

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main(void)
{
  const int arr[5] = {0x1021, 0x8988, 0x706, 0x50, 0x22};
  int * ptr;

  ptr = memchr(arr, 0x89, sizeof(arr));
  printf("arr:%p ptr:%p\n", arr, ptr);

  return 0;
}

它应该返回数组第 3 个字节的地址，因为 0x89 与第 7 个字节的数组元素 0x8988 的第一个字节匹配，因为 memchr() 逐字节匹配 (unsigned char) 不是int 类型。

假设：int 是 4 个字节，unsigned char 是 1 个字节。

【问题讨论】：

一般来说，尝试在任何其他类型的数组上使用memchr 是不可移植的。

标签： arrays c pointers memory string.h

【解决方案1】：

它没有。 memchr 只能搜索由unsigned char 表示的值。
如果您将ints 的数组作为memchr 的第一个参数提供，那么它将在对象表示中查找您作为第二个参数提供的unsigned char 值每个int。

unsigned char以外的任何类型T的对象表示是union { T v; unsigned char r[sizeof(T)]; }的两个成员之间的对应关系。对象表示是实现定义的。例如，四字节unsigned int 的两种最常见的对象表示是
- 大端：v == (r[0] << 24 | r[1] << 16 | r[2] << 8 | r[3])
- 小端：v == (r[3] << 24 | r[2] << 16 | r[1] << 8 | r[0])
这些应该被理解为数学方程，而不是 C 表达式：v 和 r[n] 是 ℕ（零）的元素，而不是有限精度的机器数。 C 表示法用于相等、以 2 为底的左移和按位或，但这些也意味着 ℕ 中的数学运算符。（如果这个网站启用了 MathJax，我会使用正确的数学符号。）

对于有符号整数类型，方程将包含处理负数的规则，对于浮点，它们会将字节拆分为符号、指数和尾数位域，然后将它们重新组合成 ℚ 的元素。

您展示的示例代码，

const int arr[5] = {0x1021, 0x8988, 0x706, 0x50, 0x22};
int *ptr = memchr(arr, 0x89, sizeof(arr));

是，假设int和int32_t是同一个类型，并且假设是little-endian对象表示，我们不关心负数是如何表示的，因为数组中的所有数字都是正数，相当于

const uint8_t arr[20] = {
  0x21, 0x10, 0x00, 0x00,
  0x88, 0x89, 0x00, 0x00,
  0x06, 0x07, 0x00, 0x00,
  0x50, 0x00, 0x00, 0x00,
  0x22, 0x00, 0x00, 0x00,
};
int *ptr = memchr(arr, 0x89, sizeof(arr));

您可以看到要搜索的值 0x89 出现在距第二个数组开头的偏移量 5 处。

（注意：ptr 的类型应该是uint8_t *，而不是int *。memchr 返回的指针不一定是指向int 的有效指针（也不是除unsigned char 之外的任何其他指针）。 )

【讨论】：

【解决方案2】：

只需添加几行代码，您就可以自己轻松找到答案，而不是问这个问题。如果你真的想学习编程，你需要自己做。

int main(void)
{
  const int arr[5] = {0x1021, 0x8988, 0x706, 0x50, 0x22};
  int * ptr;
  unsigned char *ucp = arr;

  for(size_t i = 0; i < sizeof(arr); i++)
  {
      printf("Byte no: %02zu = 0x%02hhx, %s\n", i, ucp[i], ucp[i] == 0x89 ? " <<<----" : "");
  }
  
  ptr = memchr(arr, 0x89, sizeof(arr));
  printf("arr:%p ptr:%p diff = %zd\n", (void *)arr, (void *)ptr, (ptrdiff_t)ptr - (ptrdiff_t)arr);
}

和输出：

Byte no: 00 = 0x21, 
Byte no: 01 = 0x10, 
Byte no: 02 = 0x00, 
Byte no: 03 = 0x00, 
Byte no: 04 = 0x88, 
Byte no: 05 = 0x89,  <<<----
Byte no: 06 = 0x00, 
Byte no: 07 = 0x00, 
Byte no: 08 = 0x06, 
Byte no: 09 = 0x07, 
Byte no: 10 = 0x00, 
Byte no: 11 = 0x00, 
Byte no: 12 = 0x50, 
Byte no: 13 = 0x00, 
Byte no: 14 = 0x00, 
Byte no: 15 = 0x00, 
Byte no: 16 = 0x22, 
Byte no: 17 = 0x00, 
Byte no: 18 = 0x00, 
Byte no: 19 = 0x00, 
arr:0x7fffc2747900 ptr:0x7fffc2747905 diff = 5

我认为现在答案已经很明显了。

【讨论】：